肌肉細胞的細胞核遷移也可促進受損肌肉的自我修復

　　眾所周知，肌肉再生是通過一個復雜的過程，涉及幾個步驟，并依賴于肌肉干細胞（也稱為衛星細胞）。如今，來自西班牙龐培法布拉大學、瓦倫西亞大學和葡萄牙里斯本大學醫學院的研究人員描述了生理性損傷后肌肉再生的一種新機制，它不依賴于肌肉干細胞，但依賴于肌肉細胞的細胞核重新排列。這種保護機制為更廣泛地理解生理和疾病中的肌肉修復開辟了道路。相關研究結果發表在2021年10月15日的Science期刊上，論文標題為“Muscle repair after physiological damage relies on nuclear migration for cellular reconstruction”。

　　對運動很重要的骨骼肌組織是由擁有一個以上細胞核的細胞形成的，這在人體中幾乎是一個獨特的特征。盡管肌肉細胞具有可塑性，但它們的收縮也會伴隨著肌肉的損傷。論文通訊作者、龐培法布拉大學研究員、里斯本大學醫學院分子醫學研究所研究員William Roman解釋說，“即使在生理條件下，再生對于肌肉承受收縮的機械壓力也是至關重要的，畢竟肌肉收縮往往會導致細胞損傷。”

　　雖然近幾十年來對肌肉再生進行了調查，但大多數研究都集中在涉及包括肌肉干細胞在內的其他細胞的機制上，其中肌肉干細胞在廣泛的肌肉損傷后是肌肉再生所必需的。

　　論文共同作者、龐培法布拉大學小組負責人Pura Mu?oz-Cánoves說，“在這項研究中，我們發現了一種替代性的肌肉細胞自主的再生機制。”這些作者使用不同的體外損傷模型以及小鼠和人類的運動模型，發現在受傷后，細胞核被吸引到損傷部位，加速了稱為肌纖維的收縮單元（contractile unit）的修復。”

　　接下來，這些作者分析了他們觀察到的這種分子機制：“我們在實驗室用肌肉細胞進行的實驗表明，細胞核向損傷部位的移動導致了mRNA分子的局部遞送。這些mRNA分子在損傷部位被翻譯成蛋白，作為用于肌肉修復的構成單元。這一發現代表了肌肉生物學、生理學和肌肉功能障礙理解上的一個重要進展。”

　　具體而言，這些作者發現在小鼠和人類中，運動所經歷的局部肌肉損傷會激活一種不依賴于肌肉干細胞的肌纖維自我修復機制。小鼠肌肉損傷觸發了涉及鈣離子、Cdc42和磷酸激酶C的信號級聯反應，并通過微管和動力蛋白（dynein）將肌肉細胞的細胞核吸引到受損部位。這些細胞核的移動加速了肌纖維的修復，并在局部遞送mRNA以進行細胞重建。肌纖維自我修復是一種細胞自主的保護機制，代表了理解健康和疾病中肌肉結構恢復的一種替代性模式。

　　除了對肌肉研究的影響之外，這項研究還為細胞生物學引入了更普遍的概念，比如細胞核向損傷部位的移動。論文共同作者、里斯本大學醫學院分子醫學研究所的Edgar R. Gomes教授說，“肌肉細胞中最吸引人的東西之一是它們的細胞核在發育過程中的移動，畢竟細胞核是細胞內**的細胞器，但細胞核移動的原因在很大程度上是未知的。如今，我們顯示了這一現象在成年后的細胞修復和再生過程中的功能相關性。”